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    [技术]非近轴衍射分束器的设计与严格分析 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-09-06
    >ihe|WN  
    直接设计非近轴衍射分束器仍然是一个挑战。由于衍射角相当大,元件的特征尺寸与工作波长在相同的数量级上。因此,设计过程超出了近轴建模方法。因此,在这个例子中,迭代傅里叶变换算法(IFTA)和薄元素近似(TEA)用于衍射元素的初始设计结构,和傅里叶模态方法(FMM)随后应用于严格的性能评估。 `M pC<sit  
     1+i  
    G"UH4n[1ur  
    EbwZZSds1  
    设计任务 v-r[~  
    M;RnH##W  
    使用近轴近似的衍射1:7×7分束器的初步设计通过严格分析,进一步优化零阶均匀性和影响 Bu >yRL=*  
    c;t(j'k`  
    )Ido|!]0d  
    \'^Z_6{w  
    光栅级次分析模块设置 yS.fe[  
                           iqv\ag  
    ;uA_gn!  
    使用常规的分束器会话2编辑器,VirtualLabFusion提供了一个指导工具,允许用户一步一步地指定所有影响分束器设计的参数。 }Bod#|`  
    gx>mKSzy  
    kmwrv -W  
    6'sFmC  
    W*/s4 N  
    1. 通过应用设计带中的结构设计,所得到的传输函数可以转换为结构轮廓。2. 对于此转换,使用了薄元近似(TEA)。因此,所得到的结构与初始相位函数成正比。 >G3 J3P(  
    3. VirtualLab Fusion提供计算出的形式已经预设在光路中。4. 要在不同的模拟场景中使用这种结构,需要从组件内部获取实际的采样表面或指定的堆栈。 n5,Pq+[  
    3_1Io+uXk  
    iDkWW  
    衍射分束器表面 T=p}By3a  
    ##+ 8GLQM  
    }HQT@&=  
    G'}_ZUy#  
        为了进一步评估,使用了通用光栅光学设置,其中加载之前保存的堆栈。光栅光学装置提供了独特的工具、组件和分析仪,以进一步研究给定周期结构的特性和性能。 )i6U$,]  
    >0;"qT  
    [q+ 39  
    CR<pB)F?a  
    j BQqpFH9  
    4oa P"T@6  
    衍射光束求解器-薄元素近似(TEA) ,"MUfZ  
    v%8-Al^G  
    Y"\T*lKa  
    6~Oje>w;  
     一般光栅组件提供了薄元近似(TEA)和傅里叶模态方法(FMM)作为解决模型给定的光栅。 @XG`D>%k  
     薄元近似通常产生更快的结果,当结构小于波长的5倍,可能有精度问题,。 yI|?iBc7nC  
     傅里叶模态方法允许一个严格的模拟,但需要更高的数值计算。 [\M?8R$)  
    m"m;(T{ v  
    R^O)fL0_  
    }Yl8Q>t  
    光栅级次和可编程光栅分析仪 ZwrYs s  
    [t=+$pf(-  
    ORPl^n-  
        光栅级次分析仪提供了所有衍射阶的效率的概述,作为许多可能的输出。 |`D5XRVbi  
    0v)mgrl=,  
    fD}]Mi:V  
            使用可编程光栅分析仪,用户可以指定应计算的值。例如:总效率、均匀性误差、0阶效率 ;@-5lCvC(+  
    C%7)sLWjJS  
    +n~rM'^4/  
                设计与评估结果            相位功能设计 -8kW!F  
                结构设计TEA评价 U &k 3  
    FMM评估            高度标度(公差) >5},qs:lZ  
    U[ O!&:6  
    通用设置 /ykxVCvAt  
    AA%g^PWpR  
    3)MM5 b b$  
            提供多次运行文档,允许用户执行任意数量的设计,并提供根据特定标准筛选结果的选项。 "N:]d*A\  
            通过这种方法获得了以下三个结果:我们将对其进行进一步评估。 !<^j!'2  
    z)y(31K<1  
    纯相位传输设计 \hD bv5  
    p~;z"Z  
    `e;Sjf<  
    ^aM/BS\  
    结构设计 0YRYCO$  
    ]x{H  
    :< 3;7R'5  
    (eIxU&o'  
    -ddatc|  
            更深的分析 8ewEdnE   
    •高度剖面的缩放对零阶有很大影响。 ['`'&+x&!  
    •可以利用这一点来纠正零阶不期望的效率,从而改善均匀性。 soK_l|z:J  
    •参数运行是执行此类调查的最佳工具。  X_S]8Aa  
    t"Rf67  
    |N.q[>^R  
    5*'N Q010  
    使用TEA进行性能评估 a9JJuSRC  
    x(6.W"-S  
    Uy'ZL(2  
    XzFqQ- H  
    使用FMM进行性能评估 z#67rh {  
    aL6 5t\2  
    %ycT}Lu  
    05zdy-Fb  
    进一步优化–设计#1的零阶阶次优化 #yOY&W:N  
    fBh|:2u  
    3/<^R}w\  
    ?bi^h/ f  
    进一步优化–设计#2的零阶阶次优化 l zkn B  
    Mo r-$a8  
    lFt{:HfX-  
    .f<,H+m^  
    进一步优化–设计#3的零阶阶次优化 6j![m+vo%  
    9cPucKuj  
     
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